第2章 胶凝与胶结材料
合集下载
第二章无机胶凝材料
B）石灰砂浆：是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途， 分为砌筑砂浆和抹面砂浆。
（2）石灰土（灰土）和三合土
如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三 合土（泥土、熟石灰、沙 ），二灰土（石灰、 粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉 灰、级配碎石）等。
石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用， 制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量 的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中 使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化 硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙 或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。
经过加工而成的半水石膏（
故又称熟石膏。
CaSO4.
1 2
H2O）
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的
石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石 膏
1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性半水石膏
（高强石膏）
Ca(OH)2+水
（2） 石灰按氧化镁（MgO)含量分 类：
钙质生石灰： 氧化镁（MgO)含量<5%;
镁质生石灰： 氧化镁（MgO)含量>5%;
3 石灰的熟化
称生为石石灰灰（的C熟aO化)加或水消生解成过C程a。(OH)2过程，
C H a 2 O O C ( O a ) 2 H 6 .8 4 K 5 /m J
硅酸钾 : K2O.nSiO2等 其中n称为水玻璃的模数，n=1.5~3.5
2 水玻璃的应用
（１）用作涂料;涂刷材料表面直接将液体水玻璃 涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、 水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强 度、抗渗性、耐水性均得到提高。
（2）石灰土（灰土）和三合土
如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三 合土（泥土、熟石灰、沙 ），二灰土（石灰、 粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉 灰、级配碎石）等。
石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用， 制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量 的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中 使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化 硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙 或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。
经过加工而成的半水石膏（
故又称熟石膏。
CaSO4.
1 2
H2O）
破碎、加热和磨细
（3）化学反应式：
天然二水石膏在加热过程中，随着加热温度 和加热方式的不同，可以得到不同性质的
石膏产品。
二
107~1700
水
煅烧
石 膏
1250C，0.13MPa
蒸压锅蒸炼
性半水石膏
（建筑石膏）
性半水石膏
（高强石膏）
Ca(OH)2+水
（2） 石灰按氧化镁（MgO)含量分 类：
钙质生石灰： 氧化镁（MgO)含量<5%;
镁质生石灰： 氧化镁（MgO)含量>5%;
3 石灰的熟化
称生为石石灰灰（的C熟aO化)加或水消生解成过C程a。(OH)2过程，
C H a 2 O O C ( O a ) 2 H 6 .8 4 K 5 /m J
硅酸钾 : K2O.nSiO2等 其中n称为水玻璃的模数，n=1.5~3.5
2 水玻璃的应用
（１）用作涂料;涂刷材料表面直接将液体水玻璃 涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、 水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强 度、抗渗性、耐水性均得到提高。
高校高等职业教育《建筑工程材料与检测》教学课件 第2章 气硬性胶凝材料
2.1.2 石灰的熟化 一般情况下，在生石灰熟化过滤时即可筛除块状的欠火石灰，
而过火石灰则难以通过滤网除去，被存留在石灰膏中，使之可能成 为石灰工程的质量隐患。
为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用之前须进行“陈伏”。 陈伏是指石灰膏（或石灰乳）在储灰坑中放置2周以上时间，使过火 石灰逐渐熟化的过程。其间石灰膏表面应保持一层水分，目的是使 其与空气隔绝，以免与空气中的二氧化碳发生碳化反应。
未消化残渣含量（5mm圆孔 筛筛余量）（%），≤
5
10 15
5
10 15
CO2含量（%），≤
5
7
9
6
8
10
产浆量（L/kg），≥
2.8 2.3 2.0 2.8 2.3 2.0
Civil Engineering Materials
建筑生石灰粉的技术指标（JC/T 480-1992）
项目
钙质生石灰粉
镁质生石灰粉
Civil Engineering Materials
2.1.7 工程案例 2. 防治措施
（1）选用熟化充分的石灰配制抹面砂浆。抹面混合砂浆所用的 石灰膏熟化“陈伏”时间一般不少于30天，以消除过火石灰后期熟 化时的体积膨胀。
（2）淋制石灰膏时，选用孔径不大于3mm×3mm的滤网进行过 滤，并防止黏土等杂质混入化灰池和储灰池。
《建筑消石灰粉》（ JC/T481-92）标 准规定：MgO≤4%的消石灰粉称为钙质 消石灰粉；4%≤MgO＜24%的消石灰粉称 为镁质消石灰粉；24%≤MgO＜30%的消 石灰粉称为白云石质消石灰粉。
Civil Engineering Materials
2.1.2 石灰的熟化 消石灰粉在使用前，一般也需要“陈伏”，如果将生石灰磨细
胶凝材料学
石膏矿-二水石膏的结晶结构
二水石膏属单斜晶系
❖一般向a轴和c轴发展 形成 对{010}晶面发育的板状晶体
❖有时也只向c轴生长延长 形成拄状或针状晶体。
❖由于二水石膏的{010}晶面发 育好， {010}面解理完全，所 以在显微镜下常看到菱形薄 板状，柱板状或针状晶体。
石膏矿-二水石膏性质及特征
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-小角度X-ray分析
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析-差热分析DSC
放 热
190℃吸热峰：半水石膏
Ⅲ 型硬石膏
230℃、370 ℃放热峰：Ⅲ 型硬石膏
Ⅱ型硬石膏
建筑石膏的性质、结构与特征
❖ 结晶形态分析- X-ray分析
谱线基本一致，但衍 射峰强度差异大
硬石膏 Ca[SO4] (Anhydrite)
化学组成: Ca[SO4]
结构特点: 正交晶系。晶体结构中, 在(100)和(010)面上 Ca2+和[SO4]2-分布成层，而在(001)面上[SO4]2-则成不平 整的层。Ca2+居于四个[SO4]2-之间而为八个O2-所包围， 配位数为8。每个O2-则与一个S6+和两个Ca2+相连接，故配 位为3。
❖β型一般为60—80％
强度
❖α型半水石膏的强度要高得多
❖原因：半水石膏完全水化所需要的水仅为18.6%,多 余的水分在石膏硬化体内留下大量的孔隙,使密实度 和强度大降低
❖降低半水石膏的需水量的措施：加入糖蜜（与石灰 混合使用））、亚硫酸酒精废液及水解血等稀释 剂）。
凝结时间，β型半水石膏的凝结时间更快。
❖ 石膏相的组成和晶型：
二水石膏CaSO4·2H2O
《胶凝材料》课件
其他领域的应用
环保领域
利用胶凝材料制作各种环保建材，如生态砖、生态水泥等，可用 于治理污染、修复生态等。
化工领域
用于制作耐酸碱、耐腐蚀的材料，如防腐涂料、耐酸砖等。
农业领域
利用胶凝材料制作农业灌溉渠道、水井等，提高农业用水的效率。
05 胶凝材料的环境影响与可 持续发展
胶凝材料的环境影响
资源消耗
胶凝材料的性能优化
添加物对性能的影
响
通过添加各种不同的添加剂，如 缓凝剂、减水剂、增强剂等，可 以改善胶凝材料的性能。
温度与压力的影响
温度和压力的变化也会对胶凝材 料的性能产生影响，因此在实际 应用中需要考虑到这些因素。
龄期与养护条件
龄期和养护条件对胶凝材料的性 能也有重要影响，需要合理控制 龄期和养护条件。
细度
细度是指胶凝材料的颗粒 大小，对胶凝材料的硬化 速度、强度和耐久性等有 影响。
硬化速度
胶凝材料在一定温度和湿 度条件下硬化的速度，是 影响其使用性能的重要因 素。
胶凝材料的力学性质
抗压强度
胶凝材料抵抗压力的能力，是衡 量其力学性能的重要指标。
抗拉强度
胶凝材料抵抗拉伸力的能力，对于 承受拉应力的结构物非常重要。
新型胶凝材料的开发
高性能混凝土
高性能混凝土是一种新型的胶凝材料，具有高强度、高耐久性等特 点，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。
绿色胶凝材料
绿色胶凝材料是一种环保型的胶凝材料，如利用工业废弃物制备的 混凝土掺合料等。
智能胶凝材料
智能胶凝材料是一种具有自适应性能的胶凝材料，如自修复混凝土 等。
04 胶凝材料的应用
1 2
节能减排
通过采用先进的生产技术和设备，降低能源消耗 和减少污染物排放，实现节能减排。
无机胶凝材料
所以施工时根据实际需要，往往加入适量的缓凝剂
24
2.2.3 建筑石膏的性质与技术要求
• 建筑石膏在性质上有如下的特点
凝结硬化快 体积微膨胀
强度较高 可加彩色 保温性好 耐水性差 防火性好
7h抗压强度可为8～12MPa 保色性好
内部大量毛细孔，孔隙率达50%～60%
软化系数只有0.2～0.3，不耐水 但具有一定的调湿功能 导热系数小，传热慢 二水石膏遇火脱水，产生的 水蒸汽能有效阻止火势蔓延
4、其他用途
生产某些硅酸盐制品时的增强剂 也可用作油漆或粘贴墙纸等的基层找平
建筑石膏在运输和储存时要注意防潮，储存期一 般不宜超过3个月，否则将使石膏制品的质量下降！
30
31
2.3 水玻璃
• 水玻璃组成 水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱 土木工程中主要使用钠水玻璃，Na2O•nSiO2 优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体， 溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色 石英粉
生石灰块和粉料在运输和储存过程 中应注意密封防潮，否则吸水潮解后与空气 中CO2作用生成碳酸钙，使石灰胶结能力下降
17
• 石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、 硬化时体积＿＿和耐水性＿＿等
好 • 胶凝材料 浆体变为坚固的石状体，并将其他材料胶结成整 体，且具有一定强度的材料 缓慢 收缩大 差
• 气硬性胶凝材料
43
3.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
•硅酸盐水泥的基本组成
1、硅酸盐水泥熟料
硅酸三钙(C3S) 硅酸二钙(C2S) 铝酸三钙(C3A) 铁铝酸四钙(C4AF) 36%~60% 15%~37% 7%～15% 10%～18%
其它矿物组成
游离氧化钙、氧化镁
44
24
2.2.3 建筑石膏的性质与技术要求
• 建筑石膏在性质上有如下的特点
凝结硬化快 体积微膨胀
强度较高 可加彩色 保温性好 耐水性差 防火性好
7h抗压强度可为8～12MPa 保色性好
内部大量毛细孔，孔隙率达50%～60%
软化系数只有0.2～0.3，不耐水 但具有一定的调湿功能 导热系数小，传热慢 二水石膏遇火脱水，产生的 水蒸汽能有效阻止火势蔓延
4、其他用途
生产某些硅酸盐制品时的增强剂 也可用作油漆或粘贴墙纸等的基层找平
建筑石膏在运输和储存时要注意防潮，储存期一 般不宜超过3个月，否则将使石膏制品的质量下降！
30
31
2.3 水玻璃
• 水玻璃组成 水玻璃分为钠水玻璃和钾水玻璃两类，俗称泡花碱 土木工程中主要使用钠水玻璃，Na2O•nSiO2 优质纯净的水玻璃为无色透明的粘稠液体， 溶于水。当含有杂质时呈淡黄色或青灰色 石英粉
生石灰块和粉料在运输和储存过程 中应注意密封防潮，否则吸水潮解后与空气 中CO2作用生成碳酸钙，使石灰胶结能力下降
17
• 石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、 硬化时体积＿＿和耐水性＿＿等
好 • 胶凝材料 浆体变为坚固的石状体，并将其他材料胶结成整 体，且具有一定强度的材料 缓慢 收缩大 差
• 气硬性胶凝材料
43
3.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
•硅酸盐水泥的基本组成
1、硅酸盐水泥熟料
硅酸三钙(C3S) 硅酸二钙(C2S) 铝酸三钙(C3A) 铁铝酸四钙(C4AF) 36%~60% 15%~37% 7%～15% 10%～18%
其它矿物组成
游离氧化钙、氧化镁
44
胶凝材料
（5）装备水平提高；（6）效益同步增长
2.5 硅酸盐水泥
通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料、 适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝 材料。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水 泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水 泥。 硅酸盐水泥分为I型硅酸盐水泥（代号 P〃I，不掺加混合材料）和II型硅酸盐 水泥（代号P〃II，可掺加不超过水泥质 量5% 石灰石或粒化高炉矿渣）。
② 适宜的石膏掺量主要取决于水泥中铝酸 三钙和石膏中SO3的含量，同时与水泥细度 及熟料中SO3的含量有关，石膏掺量一般为 水泥质量的3%～5%。 ③ 拌合水泥浆时，水与水泥的质量比称为 水灰比。拌合水越多，水泥石中的毛细孔就 越多，而水泥石的强度随其孔隙增加呈线性 关系下降。在熟料矿物组成相近的情况下， 水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。
图2-1 水泥材料在国民经济中的作用
2.4 水泥工业的发展概况
1 水泥的生产过程
水泥的生产过程可以简称为“两磨一烧”，即原料 （生料磨）→生料（窑烧成）→熟料（水泥磨）→水 泥。
2 水泥的生产方法分类
①按生料制备方法分：湿法[半湿法(湿磨干烧)亦归为湿 法]和干法[半干法(料球)亦归为干法]。 ②按煅烧熟料窑的结构分：立窑生产（普通立窑、机械 化立窑），回转窑生产（干法回转窑：普通干法和新 型干法、湿法回转窑、半干法回转窑）。
安定性是水泥硬化后体积变化的均匀性，体积 的不均匀变化引起膨胀、裂缝或翘曲等现象。
2.6 通用水泥
2.6.3 粒化高炉矿渣
凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主 要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣 。
2.5 硅酸盐水泥
通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料、 适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝 材料。包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水 泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水 泥。 硅酸盐水泥分为I型硅酸盐水泥（代号 P〃I，不掺加混合材料）和II型硅酸盐 水泥（代号P〃II，可掺加不超过水泥质 量5% 石灰石或粒化高炉矿渣）。
② 适宜的石膏掺量主要取决于水泥中铝酸 三钙和石膏中SO3的含量，同时与水泥细度 及熟料中SO3的含量有关，石膏掺量一般为 水泥质量的3%～5%。 ③ 拌合水泥浆时，水与水泥的质量比称为 水灰比。拌合水越多，水泥石中的毛细孔就 越多，而水泥石的强度随其孔隙增加呈线性 关系下降。在熟料矿物组成相近的情况下， 水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。
图2-1 水泥材料在国民经济中的作用
2.4 水泥工业的发展概况
1 水泥的生产过程
水泥的生产过程可以简称为“两磨一烧”，即原料 （生料磨）→生料（窑烧成）→熟料（水泥磨）→水 泥。
2 水泥的生产方法分类
①按生料制备方法分：湿法[半湿法(湿磨干烧)亦归为湿 法]和干法[半干法(料球)亦归为干法]。 ②按煅烧熟料窑的结构分：立窑生产（普通立窑、机械 化立窑），回转窑生产（干法回转窑：普通干法和新 型干法、湿法回转窑、半干法回转窑）。
安定性是水泥硬化后体积变化的均匀性，体积 的不均匀变化引起膨胀、裂缝或翘曲等现象。
2.6 通用水泥
2.6.3 粒化高炉矿渣
凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主 要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣 。
胶凝材料ppt课件
• 2、硬化（水化的结果）——水泥强度增 长的过程
• 硬化后的水泥石结构：未水化的水泥颗粒 、凝胶体、毛细孔隙网
• 水泥的水化反应是从颗粒表面逐渐深入到内层的 ，开始进行较快，随后由于水泥颗粒表层生成了 凝胶膜，水分渗入越来越困难，水化作用越来越 慢。
• 实践证实，完成水泥的水化和水解作用的全过程 ，需要几年、几十年时间。
子式、简写式。 • 2.写出硅酸盐水泥的主要水化产物及其分子
式和简式。 3.硅酸盐水泥中什么组分决定水泥早期强度 ？什么组分保证后期强度？什么组分凝结硬化 速度最快？
六、硅酸盐水泥的主要技术性质
（一）实际密度与堆积密度
（1）硅酸盐水泥的实际密度为3100 kg／m3～ 3200kg ／m3。 （2）硅酸盐水泥的堆积密度为1300 kg／m3～1600kg ／m3。 （二）细度
• （1）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱 和溶液中结晶。
• （2）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合 生成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。
• 碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧 化钙反应生成碳酸钙。这个作用不能在没有水分的全 干状态下进行。而且，碳化作用在长时间内只限于表 面，石灰浆硬化后，是由碳酸钙和氢氧化钙两种不同 的晶体组成。
• 二、 石 膏 • （一）石膏的原料与生产 • 1、原料：天然二水石膏、化工石膏等 • 2、生产（基于外部条件之差异，相应的品种也有差
别） • （二）石膏的水化与硬化 • 1、水化：
• CaSO4·1/2H2O+1.5H2O——CaSO4·2H2O • 2、硬化：随着水化的进行，浆体逐渐失去可塑性，
粉化后，搅拌成浆，通过6mm筛网过滤（除渣）， 流入淋灰坑内呈膏状材料。为保证石灰完全熟化， 石灰膏必须在坑中保存两星期以上，这个过程称为 “陈伏”。否则未熟化的颗粒，将混入砂浆中，有 碍工程质量。有条件时也可用机械淋制石灰膏。
• 硬化后的水泥石结构：未水化的水泥颗粒 、凝胶体、毛细孔隙网
• 水泥的水化反应是从颗粒表面逐渐深入到内层的 ，开始进行较快，随后由于水泥颗粒表层生成了 凝胶膜，水分渗入越来越困难，水化作用越来越 慢。
• 实践证实，完成水泥的水化和水解作用的全过程 ，需要几年、几十年时间。
子式、简写式。 • 2.写出硅酸盐水泥的主要水化产物及其分子
式和简式。 3.硅酸盐水泥中什么组分决定水泥早期强度 ？什么组分保证后期强度？什么组分凝结硬化 速度最快？
六、硅酸盐水泥的主要技术性质
（一）实际密度与堆积密度
（1）硅酸盐水泥的实际密度为3100 kg／m3～ 3200kg ／m3。 （2）硅酸盐水泥的堆积密度为1300 kg／m3～1600kg ／m3。 （二）细度
• （1）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱 和溶液中结晶。
• （2）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合 生成碳酸钙结晶，释放出水分并被蒸发。
• 碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧 化钙反应生成碳酸钙。这个作用不能在没有水分的全 干状态下进行。而且，碳化作用在长时间内只限于表 面，石灰浆硬化后，是由碳酸钙和氢氧化钙两种不同 的晶体组成。
• 二、 石 膏 • （一）石膏的原料与生产 • 1、原料：天然二水石膏、化工石膏等 • 2、生产（基于外部条件之差异，相应的品种也有差
别） • （二）石膏的水化与硬化 • 1、水化：
• CaSO4·1/2H2O+1.5H2O——CaSO4·2H2O • 2、硬化：随着水化的进行，浆体逐渐失去可塑性，
粉化后，搅拌成浆，通过6mm筛网过滤（除渣）， 流入淋灰坑内呈膏状材料。为保证石灰完全熟化， 石灰膏必须在坑中保存两星期以上，这个过程称为 “陈伏”。否则未熟化的颗粒，将混入砂浆中，有 碍工程质量。有条件时也可用机械淋制石灰膏。
胶凝材料学-123章
胶凝材料学-123章
• 凝结硬化：
水泥
水泥浆
水泥石
+水— （可塑性）—凝结、硬化（有强度的固体）
石膏
石膏浆
石膏制品
• 气硬性：只能在空气中凝结硬化
• 水硬性：在空气和水泥中均可凝结硬化
二、胶凝材料在国民经济中的作用
• 混凝土的基本组成材料
胶凝材料学-123章
三、本课程学习内容及方法
1、胶凝材料的原料、生产过程—影响其组成、 结构
水化速度降低。 • 半水石膏的细度：颗粒越细，水化越快 • 结晶形态：疏松形态，水化快。 • 外加剂：缓凝剂
胶凝材料学-123章
第三节 石膏浆体的硬化及其强度 发展过程
一、浆体硬化体的形成 • 形成条件：足够的水化产物，而且水化产
物晶体相互连生形成结晶结构网 • 形成过程：浆体硬化过程就是浆体结晶结
胶凝材料学-123章
第五节 石膏材料的应用
一、石膏制品的性能 1、质轻，表观密度小，绝热、隔音 2、强度较高 3、防火 4、尺寸稳定，装饰性好 5、耐水性差 二、应用：石膏板、石膏砌块、石膏粘接剂、
抹灰石膏
胶凝材料学-123章
胶凝材料学 第二章 石 灰
胶凝材料学-123章
第一节 石灰的原料、生产及其结构特点
2、胶凝材料组成、结构与其水化活性的关系
3、胶凝材料的水化产物、硬化过程以及结构 形成过程
4、胶凝材料的硬化体的组成、结构与其工程 性质的关系
• 原料、生产—组成、结构—水化过程、产 物—硬化过程、硬化体组成和结构—工程 性质、特性
胶凝材料学-123章
胶凝材料学 第一章 石 膏
胶凝材料学-123章
• 二水石膏的析出，破坏了溶液中原有半水石膏溶 解的平衡状态，使半水石膏进一步溶解，以补偿 二水石膏析晶而在液相中减少的硫酸钙含量。
• 凝结硬化：
水泥
水泥浆
水泥石
+水— （可塑性）—凝结、硬化（有强度的固体）
石膏
石膏浆
石膏制品
• 气硬性：只能在空气中凝结硬化
• 水硬性：在空气和水泥中均可凝结硬化
二、胶凝材料在国民经济中的作用
• 混凝土的基本组成材料
胶凝材料学-123章
三、本课程学习内容及方法
1、胶凝材料的原料、生产过程—影响其组成、 结构
水化速度降低。 • 半水石膏的细度：颗粒越细，水化越快 • 结晶形态：疏松形态，水化快。 • 外加剂：缓凝剂
胶凝材料学-123章
第三节 石膏浆体的硬化及其强度 发展过程
一、浆体硬化体的形成 • 形成条件：足够的水化产物，而且水化产
物晶体相互连生形成结晶结构网 • 形成过程：浆体硬化过程就是浆体结晶结
胶凝材料学-123章
第五节 石膏材料的应用
一、石膏制品的性能 1、质轻，表观密度小，绝热、隔音 2、强度较高 3、防火 4、尺寸稳定，装饰性好 5、耐水性差 二、应用：石膏板、石膏砌块、石膏粘接剂、
抹灰石膏
胶凝材料学-123章
胶凝材料学 第二章 石 灰
胶凝材料学-123章
第一节 石灰的原料、生产及其结构特点
2、胶凝材料组成、结构与其水化活性的关系
3、胶凝材料的水化产物、硬化过程以及结构 形成过程
4、胶凝材料的硬化体的组成、结构与其工程 性质的关系
• 原料、生产—组成、结构—水化过程、产 物—硬化过程、硬化体组成和结构—工程 性质、特性
胶凝材料学-123章
胶凝材料学 第一章 石 膏
胶凝材料学-123章
• 二水石膏的析出，破坏了溶液中原有半水石膏溶 解的平衡状态，使半水石膏进一步溶解，以补偿 二水石膏析晶而在液相中减少的硫酸钙含量。
第二章 胶凝材料
熟料：主要胶凝物质，能水化硬化； 石膏：调节水泥的凝结时间；
混合材：调节水泥的强度等级；
硅酸盐水泥熟料的组成
60
化学组成：
主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 50 少量杂质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。
40 矿物组成：
第二章 无机胶凝材料
本章主要内容
石膏
石灰
水玻璃
硅酸盐水泥
掺混合材的硅酸盐水泥
其它品种水泥
概念
胶凝材料：凡是自身经过物理、化学作 用，能够由浆体变为石状体，并能将松 散材料胶结成整体的物质。
气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
分类
气硬性胶凝材料：石灰、石膏等 无机胶凝材料（矿物胶凝材料） 水硬性胶凝材料：各种水泥 有机胶凝材料（沥青材料及树脂等）
凝结与硬化
胶凝材料+ 水(或溶液) 可塑性 浆体 开始失去 可塑性 开始失去 可塑性
凝结阶段
硬化阶段
初凝时间
终凝时间
§2-1 石膏
一、石膏的种类
天然二水石膏
化工石膏
天然无水石膏
建筑石膏（半水石膏）
高强石膏
天然二水石膏
天然二水石膏（CaSO4· 2O）矿石是生 2H 产石膏胶凝材料的主要原料，纯净的天然 二水石膏矿石呈无色透明或白色，但天然 石膏常含有各种杂质而呈灰色，褐色，黄 色，红色，黑色等颜色。
项目 晶粒 标稠需水量 特点 % 粗大 完整 连生 细小 片状 0.40-0.45 凝结 硬化 慢 抗压强 比表面积 度 /m2.g-1 /MPa 24-40 19.3
α半水 石膏 β半水 石膏
0.70-0.80
混合材：调节水泥的强度等级；
硅酸盐水泥熟料的组成
60
化学组成：
主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 50 少量杂质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。
40 矿物组成：
第二章 无机胶凝材料
本章主要内容
石膏
石灰
水玻璃
硅酸盐水泥
掺混合材的硅酸盐水泥
其它品种水泥
概念
胶凝材料：凡是自身经过物理、化学作 用，能够由浆体变为石状体，并能将松 散材料胶结成整体的物质。
气硬性胶凝材料
水硬性胶凝材料
分类
气硬性胶凝材料：石灰、石膏等 无机胶凝材料（矿物胶凝材料） 水硬性胶凝材料：各种水泥 有机胶凝材料（沥青材料及树脂等）
凝结与硬化
胶凝材料+ 水(或溶液) 可塑性 浆体 开始失去 可塑性 开始失去 可塑性
凝结阶段
硬化阶段
初凝时间
终凝时间
§2-1 石膏
一、石膏的种类
天然二水石膏
化工石膏
天然无水石膏
建筑石膏（半水石膏）
高强石膏
天然二水石膏
天然二水石膏（CaSO4· 2O）矿石是生 2H 产石膏胶凝材料的主要原料，纯净的天然 二水石膏矿石呈无色透明或白色，但天然 石膏常含有各种杂质而呈灰色，褐色，黄 色，红色，黑色等颜色。
项目 晶粒 标稠需水量 特点 % 粗大 完整 连生 细小 片状 0.40-0.45 凝结 硬化 慢 抗压强 比表面积 度 /m2.g-1 /MPa 24-40 19.3
α半水 石膏 β半水 石膏
0.70-0.80
北京交通大学教学课件—《土木工程材料》第二章无机胶凝材料
可
溶
无
200~360C
水
石
膏
地板石膏
CaSO4与CaO
石膏生产流程图
原料入口
熟石膏
产品
高强石膏
三、建筑石膏的凝结硬化
❖ 凝结硬化过程中的水化反应：
CaSO4·0.5H2O ＋1.5H2O CaSO4·2H2O＋Q 即：石膏的水化反应是由二水石膏制备半水石膏的逆反应
❖ 1、凝结 ❖ 2、硬化
凝结硬化的物理化学过程
➢ 强度：抗折强度、抗压强度;
➢ 细度：0.2mm方孔筛筛余;
➢ 凝结时间：初凝、终凝时间;
❖ 石膏硬化体及制品的特性：
➢ 表观密度较小：～1.0 ➢ 孔隙率较大 ➢ 强度较低 ➢ 耐水性和抗冻性较差 ➢ 防火性较好 ➢ 隔热性和吸声性良好
➢ 装饰性
学会分析、思考和回答问题！
1. 石膏硬化体的表观密度小，孔隙率大，Why？
后得到水泥
❖ 自动化生产过程
“两磨一烧”
硅质 (粘土)
钙质 (石灰石)
调节 原料
水泥制造的“两磨一烧”工艺流程
粉磨
生料
1450℃
煅烧
水泥
石膏
粉磨
熟料 石膏 混合材
水泥制造厂全貌
回 转 窑 尾
水泥生料煅烧回转窑
1450~1500C
二、硅酸盐水泥的组成
❖ 硅酸盐水泥是由下列物质混合组成的水泥
➢ 硅酸盐水泥熟料 ➢ 石膏(CaSO42H2O)
非密闭煅烧脱水工艺及其产品
不
溶
无
水
500~750C
石
膏
-半水石膏
120~180C
CaSO42H2O
400~500 C
胶凝材料总结(通用8篇)
胶凝材料总结第1篇胶凝材料又被叫做胶结料，这种材料能在化学作用的情况下，从浆体状态转变成固体状态，非常的坚硬，并且还可以将其它物料胶结在一起。
在土木工程所用的材料中，凡是能通过物理或是化学转变化成散状或块状的材料，均被叫做胶凝材料。
常见的胶凝材料有哪些1、水泥属于无机胶凝材料，这种材料在加水搅拌之后便成浆体，然后再在水中或空气中进行硬化，能将砂石等材料都牢固的结合在一起。
对于普通土木工程中来说，通常都是用通用水泥，而对于在油井以及道路等工程来说，就需用专用水泥，因为它的要求比较高，需使用特使性质的水泥。
2、水玻璃是一种无色的粉状材料，呈现灰白色，不仅能风化，还能溶于氢氧化钠溶液中，它的熔点大概是在40到48摄氏度左右，基本没什么毒性，能使用在很多领域中。
胶凝材料总结第2篇2、水玻璃的技术参数⑴模数氧化硅和氧化钠的分子比n成为水玻璃的模数，一般在～之间。
固体水玻璃在水中溶解的难易随模数而定。
n为1时能溶解于常温的水中，n加大，则只能在热水中溶解；当n 大于3时，要在4个大气压以上的蒸汽中才能溶解。
低模数的水玻璃晶体组分较多，粘结能力较差，模数提高时，胶体组分相对增多，粘结能力随之增大。
⑵浓度液体水玻璃因所含杂质不同，而呈青灰色、绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。
液体水玻璃可以与水按任意比例混合成不同浓度的溶液。
同一模数的液体水玻璃，其浓度愈稠则比重愈大，粘结力愈强。
在液体水玻璃中加入尿素，在不改变其粘度的情况下可提高粘结力25%左右。
㈡水玻璃的硬化液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳，发生如下反应，形成无定形硅酸，并逐渐干燥而硬化：胶凝材料总结第3篇图3-1 建筑石膏凝结硬化示意图1-半水石膏；2-二水石膏胶体微粒；3-二水石膏晶体；4-交错的晶体㈢建筑石膏的技术性质与应用建筑石膏为白色粉末，密度约为～ g/cm3，堆积密度为800～1000kg/m3。
建筑石膏按强度、细度、凝结时间等技术要求分为优等品、一等品、合格品三个等级。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 2 章 胶凝胶结材料
济宁职业技术学院 建筑工程系
2.1 胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结 硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整 体的材料。
胶凝材料的分类
气硬性胶凝材料
如：石灰、石 膏、水玻璃等
无机胶凝材料
胶凝材料 有机胶凝材料
水硬性胶凝材料
5建筑石膏粉系列产品，用于墙面粉刷、满批石膏、 嵌缝石膏、粘结石膏等。
2.2.3 其他无机气硬性胶凝材料 1.菱苦土
1. 镁质胶凝材料——菱苦土
菱苦土的生产
镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。 煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。
菱苦土的水化硬化
一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但 吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧 化镁。
水泥的分类
按性能和用途分
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥
通用水泥
粉煤灰硅酸盐水泥
火山灰质硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥
水 泥
专用水泥
如砌筑水泥、油井水泥、 道路水泥、大坝水泥等 如白色硅酸盐水泥、快凝 快硬硅酸盐水泥等
特性水泥
水泥的分类
按主要水硬性物质分
水泥种类 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 主要水硬性物质 硅酸钙 铝酸钙 主 要 品 种 绝大多数通用水泥、专用水泥和特性 水泥 高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬 高强铝酸盐水泥等。
煅烧
熟 料
混合材料
硅酸盐水泥
磨细
生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑 生产两种 ； 硅酸盐水泥分为：Ⅰ型硅酸盐水泥（不掺混合材料） 和Ⅱ型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。
5、建筑石膏的应用
室内抹灰与粉刷 生产建筑石膏制品 生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中
纸面石膏板
在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注 在两层护面纸之间，再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9～25毫米， 干容重750～850公斤/米3，板材韧性好，不燃，尺寸稳定，表面平整，可 以锯割，便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等，但 耐水性差，不宜用于潮湿环境中，在潮湿环境下使用容易生霉。
纤维石膏板 将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆，用缠绕、压滤或辊压等方法成型后，经切割、 凝固、干燥而成。厚度一般为8～12毫米，与纸面石膏板比，其抗弯强度较高，不用护面纸和胶 粘剂，但容重较大，用途与纸面石膏板相同。 装饰石膏板 将配制的建筑石膏料浆，浇注在底模带有花纹的模框中，经抹平、凝固、脱模、干燥而成， 板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果，还可制成带穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和装 饰墙面。
石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等 。 混合材料 包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤 灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石 灰石粉、磨细石英砂等）。
1、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺
石灰石
按比例混合
石 膏
磨细
粘 土 铁矿粉
生 料
1350℃～ 1450℃
2.2.1
石
灰
一、石灰的生产
原材料
生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产 品。主要成分为CaCO3。
生产工艺——煅烧
900℃
生石灰
CaCO3 == CaO + CO2
MgCO3== MgO + CO2
石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧 程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。
700℃
石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙 （CaSO4）。石膏是一种用途广泛的工业材料 和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制
品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、
纸张填料、油漆填料等。
天然二水石膏（CaSO4· 2H2O）又称为生石膏， 经过煅烧、磨细可得β型半水石膏 （CaSO4· 1/2H2O），即建筑石膏，又称熟石膏、
配制耐热砂浆和耐热混凝土。
2.3 无机水硬性胶凝材料
水泥的特点和适用范围 水泥的特点
水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆 体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好 地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚 结构的人造石材。
水泥适用范围
不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合 用于潮湿环境及水中的工程部位。
通称为 “水 泥”
如沥青、聚合物等
2.2 无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结 硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石 膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。
水硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空
气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或 发展其强度。通称为“水泥”。
硫铝酸盐水泥
铁铝酸盐水泥
无水硫铝酸钙 硅酸二钙
铁相、无水硫铝酸 钙、硅酸二钙
有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝 酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等
有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸 盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等
氟铝酸盐水泥
以火山灰或潜在水硬性 材料以及其他活性材料 为主要组分的水泥
氟铝酸钙、硅酸二 钙
活性二氧化硅 活性氧化铝
Na2O•nSiO2+ CO2+mH2O＝Na2CO3 + nSiO2•mH20
为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入 12%~15%的促硬剂氟硅酸钠。
水玻璃的性质
1.粘结力强 2.耐酸性好 3. 耐热性好
2、水玻璃的应用
涂刷或浸渍材料； 加固地基； 修补裂缝、堵漏；
配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；
氟铝酸盐水泥等
石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低 热钢渣矿渣水泥等
2.3.1 硅酸盐水泥
一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
硅酸盐水泥的原材料
生产硅酸盐水泥熟料的原材料
• 石灰质原料 天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成 分相似的材料如白垩、石灰华等。 • 粘土质原料 主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次 为Al2O3和少量Fe2O3。 • 铁矿粉 采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。
熟化过程的注意事项
• 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害； • 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
石灰的硬化
• Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提 高强度。 • Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的 强度逐渐提高。
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
生石灰的熟化
熟化的过程 生石灰+水 熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 64.83kj
熟化的方式
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰—— 熟石灰膏
熟化过程的特点
放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。
15.0
初凝不早于6min，终凝不迟于30min
4、建筑石膏的技术性质
表观密度小，强度较低； 凝结硬化快； 孔隙率大，热导率小；
凝结时体积产生微膨胀；
吸湿性强，耐水性差；
具有较好的防火性能。
建筑石膏的特征
（1）凝结硬化快。
（2）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往 产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率约为1%），这能使石 膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。
膏空心条板和石膏砌块
将建筑石膏料浆浇注入模，经振动成型和凝固后脱 模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60～100毫米， 孔洞率30～40%；砌块尺寸一般为600×600毫米，厚度 60～100毫米，周边有企口，有时也可做成带圆孔的空 心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑，施工方 便，常用作非承重内隔墙。
2、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4· 2O + 1.5 H2O = CaSO4· 2O 0.5H 2H
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
建筑石膏+水
浆
体
凝
结
硬
化
建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；
硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶 体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行， 结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
2.2.2
石
膏
世界上最大石膏生产国是美国。在美国，石膏矿床分布在22个州，共有69 座矿山，最大产地在阿依华州道奇堡。其次是加拿大。法国在欧洲石膏生 产中居领先地位。再次为西德、英国、西班牙。 石膏雕塑 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿产出。探明储量的矿区有 169处，总保有储量矿石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多，占 全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。主要石膏矿区有山东枣庄底 阁镇，内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、 广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。石膏矿以沉积型矿床为主，储 量占全国90%以上，后生型及热液交代型石膏矿不很重要。石膏矿在各地 质时代均有产出，以早白垩纪和第三纪沉积型石膏矿为最重要。 主要为化学沉积作用的产物，常形成巨大的矿层或透镜体，赋存于石 灰岩、红色页岩和砂岩、泥灰岩及粘土岩系中，常与硬石膏、石盐等共生。 硬石膏层在近地表部位，由于外部压力的减小，受地表水作用而转变为石 膏：CaSO4+2H2O—— CaSO4· 2H2O；同时体积增大约30%，引起石膏 层的破坏。
济宁职业技术学院 建筑工程系
2.1 胶凝材料的定义和分类
胶凝材料的定义
经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结 硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整 体的材料。
胶凝材料的分类
气硬性胶凝材料
如：石灰、石 膏、水玻璃等
无机胶凝材料
胶凝材料 有机胶凝材料
水硬性胶凝材料
5建筑石膏粉系列产品，用于墙面粉刷、满批石膏、 嵌缝石膏、粘结石膏等。
2.2.3 其他无机气硬性胶凝材料 1.菱苦土
1. 镁质胶凝材料——菱苦土
菱苦土的生产
镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。 煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。
菱苦土的水化硬化
一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但 吸湿性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧 化镁。
水泥的分类
按性能和用途分
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥
通用水泥
粉煤灰硅酸盐水泥
火山灰质硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 石灰石硅酸盐水泥
水 泥
专用水泥
如砌筑水泥、油井水泥、 道路水泥、大坝水泥等 如白色硅酸盐水泥、快凝 快硬硅酸盐水泥等
特性水泥
水泥的分类
按主要水硬性物质分
水泥种类 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 主要水硬性物质 硅酸钙 铝酸钙 主 要 品 种 绝大多数通用水泥、专用水泥和特性 水泥 高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬 高强铝酸盐水泥等。
煅烧
熟 料
混合材料
硅酸盐水泥
磨细
生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑 生产两种 ； 硅酸盐水泥分为：Ⅰ型硅酸盐水泥（不掺混合材料） 和Ⅱ型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。
5、建筑石膏的应用
室内抹灰与粉刷 生产建筑石膏制品 生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中
纸面石膏板
在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注 在两层护面纸之间，再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9～25毫米， 干容重750～850公斤/米3，板材韧性好，不燃，尺寸稳定，表面平整，可 以锯割，便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等，但 耐水性差，不宜用于潮湿环境中，在潮湿环境下使用容易生霉。
纤维石膏板 将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆，用缠绕、压滤或辊压等方法成型后，经切割、 凝固、干燥而成。厚度一般为8～12毫米，与纸面石膏板比，其抗弯强度较高，不用护面纸和胶 粘剂，但容重较大，用途与纸面石膏板相同。 装饰石膏板 将配制的建筑石膏料浆，浇注在底模带有花纹的模框中，经抹平、凝固、脱模、干燥而成， 板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果，还可制成带穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和装 饰墙面。
石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等 。 混合材料 包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤 灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石 灰石粉、磨细石英砂等）。
1、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺
石灰石
按比例混合
石 膏
磨细
粘 土 铁矿粉
生 料
1350℃～ 1450℃
2.2.1
石
灰
一、石灰的生产
原材料
生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产 品。主要成分为CaCO3。
生产工艺——煅烧
900℃
生石灰
CaCO3 == CaO + CO2
MgCO3== MgO + CO2
石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧 程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。
700℃
石膏是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙 （CaSO4）。石膏是一种用途广泛的工业材料 和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制
品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、
纸张填料、油漆填料等。
天然二水石膏（CaSO4· 2H2O）又称为生石膏， 经过煅烧、磨细可得β型半水石膏 （CaSO4· 1/2H2O），即建筑石膏，又称熟石膏、
配制耐热砂浆和耐热混凝土。
2.3 无机水硬性胶凝材料
水泥的特点和适用范围 水泥的特点
水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆 体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好 地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚 结构的人造石材。
水泥适用范围
不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合 用于潮湿环境及水中的工程部位。
通称为 “水 泥”
如沥青、聚合物等
2.2 无机胶凝材料
气硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结 硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石 膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。
水硬性胶凝材料
加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空
气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或 发展其强度。通称为“水泥”。
硫铝酸盐水泥
铁铝酸盐水泥
无水硫铝酸钙 硅酸二钙
铁相、无水硫铝酸 钙、硅酸二钙
有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝 酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等
有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸 盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等
氟铝酸盐水泥
以火山灰或潜在水硬性 材料以及其他活性材料 为主要组分的水泥
氟铝酸钙、硅酸二 钙
活性二氧化硅 活性氧化铝
Na2O•nSiO2+ CO2+mH2O＝Na2CO3 + nSiO2•mH20
为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入 12%~15%的促硬剂氟硅酸钠。
水玻璃的性质
1.粘结力强 2.耐酸性好 3. 耐热性好
2、水玻璃的应用
涂刷或浸渍材料； 加固地基； 修补裂缝、堵漏；
配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；
氟铝酸盐水泥等
石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低 热钢渣矿渣水泥等
2.3.1 硅酸盐水泥
一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
硅酸盐水泥的原材料
生产硅酸盐水泥熟料的原材料
• 石灰质原料 天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成 分相似的材料如白垩、石灰华等。 • 粘土质原料 主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次 为Al2O3和少量Fe2O3。 • 铁矿粉 采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。
熟化过程的注意事项
• 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上——防止过火石灰的危害； • 在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
石灰的硬化
• Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提 高强度。 • Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的 强度逐渐提高。
二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种
生石灰的熟化
熟化的过程 生石灰+水 熟石灰
MgO + H2O == Mg（OH）2 CaO + H2O == Ca（OH）2 + 64.83kj
熟化的方式
淋 灰——生石灰粉（消石灰粉） 化 灰—— 熟石灰膏
熟化过程的特点
放出大量的热；体积膨胀1.5～3.5倍。
15.0
初凝不早于6min，终凝不迟于30min
4、建筑石膏的技术性质
表观密度小，强度较低； 凝结硬化快； 孔隙率大，热导率小；
凝结时体积产生微膨胀；
吸湿性强，耐水性差；
具有较好的防火性能。
建筑石膏的特征
（1）凝结硬化快。
（2）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往 产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率约为1%），这能使石 膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。
膏空心条板和石膏砌块
将建筑石膏料浆浇注入模，经振动成型和凝固后脱 模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60～100毫米， 孔洞率30～40%；砌块尺寸一般为600×600毫米，厚度 60～100毫米，周边有企口，有时也可做成带圆孔的空 心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑，施工方 便，常用作非承重内隔墙。
2、建筑石膏的凝结硬化
建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：
CaSO4· 2O + 1.5 H2O = CaSO4· 2O 0.5H 2H
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：
建筑石膏+水
浆
体
凝
结
硬
化
建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；
硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶 体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行， 结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。
2.2.2
石
膏
世界上最大石膏生产国是美国。在美国，石膏矿床分布在22个州，共有69 座矿山，最大产地在阿依华州道奇堡。其次是加拿大。法国在欧洲石膏生 产中居领先地位。再次为西德、英国、西班牙。 石膏雕塑 中国石膏矿资源丰富。全国23个省(区)有石膏矿产出。探明储量的矿区有 169处，总保有储量矿石576亿吨。从地区分布看，以山东石膏矿最多，占 全国储量的65%；内蒙古、青海、湖南次之。主要石膏矿区有山东枣庄底 阁镇，内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、 广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。石膏矿以沉积型矿床为主，储 量占全国90%以上，后生型及热液交代型石膏矿不很重要。石膏矿在各地 质时代均有产出，以早白垩纪和第三纪沉积型石膏矿为最重要。 主要为化学沉积作用的产物，常形成巨大的矿层或透镜体，赋存于石 灰岩、红色页岩和砂岩、泥灰岩及粘土岩系中，常与硬石膏、石盐等共生。 硬石膏层在近地表部位，由于外部压力的减小，受地表水作用而转变为石 膏：CaSO4+2H2O—— CaSO4· 2H2O；同时体积增大约30%，引起石膏 层的破坏。